Na rys. 8.2 - 8.5 podano wartości optymalne współczynników U podstawowych przegród dla budynku wielorodzinnego i jednorodzinnego w funkcji rodzaju indywidualnego źródła ciepła.
Wartości średnie współczynników U dla wszystkich przegród zewnętrznych (z wyłączeniem okien i drzwi) oraz względne wartości sezonowego zapotrzebowania ciepła dla c.o. i c.w.u.
dla różnych stanów ochrony cieplnej budynku jednorodzinnego (stan optymalny izolacji cieplnej odpowiada zastosowaniu kotła grzewczego olejowego, jako źródła ciepła) przestawiono na rys. 8.8 i 8.9.
Wyznaczane wartości współczynników przenikania ciepła U są zaokrąglane do 0,01 W/m'K.
Pewne nieregulamości pojawiające się na przedstawianych rysunkach związane są między innymi ze stosowanym zaokrąglaniem.
^ 0.3 ciepła dla ścian pionowych zewnętrznych
Fig. 8.2. Averaged optimal values o f U -coefficient, W/m2K, of walls and roof in multifamily building and heat source: 1- KGG, 2- KGO, 3- KGGk, 4- ESPC, 5- OEL,
6- KGG+KGGk, 7- KGO+ESPC, 8- KGO+ESPC+KSz
Wartości optymalne współczynników U op, są funkcją rodzaju źródła ciepła przewidywanego do zastosowania w analizowanym budynku.
Najmniejsze odpowiadają ogrzewaniu przez grzejniki elektryczne - nieznacznie na stan Uop, wpływa rodzaj stosowanych grzejników: o dużej lub małej akumulacyjności cieplnej.
Wysoki koszt wytwarzanego z energii elektrycznej ciepła jest usprawiedliwieniem do zastosowania także innych, poza ocieplaniem, sposobów oszczędzania energii, na przykład urządzeń odzysku ciepła w układzie wentylacji mechanicznej.
Uśrednione dla całej powłoki budynku współczynniki U opl przyjmują mniejsze wartości dla budynku jednorodzinnego. Wywołane to jest większym jednostkowym sezonowym
zapotrzebowaniem ciepła dla budynku jednorodzinnego, w porównaniu do wielorodzinnego, w związku z większą wartością AJVB. Różnice wartości optymalnych współczynników przenikania ciepła dla budynku wielorodzinnego i jednorodzinnego wynikają również z różnic ograniczenia minimalnej mocy nominalnej źródła ciepła ze względu na jego pracę z pierwszeństwem dla przygotowania c.w.u. Ma to szczególne znaczenie w przypadku rozpatrywania pompy ciepła jako źródła ciepła, w związku z istotnym udziałem nakładów inwestycyjnych w całkowitych kosztach wytwarzanego ciepła.
Wpływ całkowitych kosztów wytwarzania ciepła na stan optymalny ochrony cieplnej ujawnia się poprzez ich poziom oraz udział kosztów inwestycyjnych (z uwzględnieniem dotacji do kosztów układów solamych w źródłach zawierających KS, zwanych tu źródłami multiwalentnymi) i eksploatacyjnych w kosztach całkowitych (rys. 8.6 - 8.7). Stosunkowo wysoki koszt całkowity nie zawsze łączy się z ustaleniem ochrony cieplnej na poziomie bardzo niskiego zapotrzebowania ciepła.Tak jest w przypadku monowalentnych źródeł ciepła wykorzystujących pompy ciepła.
Rys. 8.4. Wartości optymalne U, W/m2K, przegród pionowych dla budynku wielorodzinnego i źródeł ciepła: 1- KGG, 2- KGO, 3- KGGk, 4- ESPC, 5- OEL, 6- KGG+KGGk, 7- KGO+ESPC, 8- źródło multiwalentne, w funkcji orientacji przegród
Fig. 8.4. Optimal U values, W/m2K, of vertical walls in a multi family house and heat source:
1- KGG, 2- KGO, 3- KGGk, 4- ESPC, 5- OEL, 6- KGG+KGGk, 7- KGO+ESPC, 8-multivalent source, dependent on wall orientation
W wyniku oddziaływania promieniowania słonecznego pojawiają się również różne wartości Uopt przegród w zależności od ich orientacji. Wartości najniższe związane są oczywiście z orientacją N, najwyższe z S. Istnieją także różnice Uopt dla przegród W i E- mniejsze wartości dotyczą orientacji E. Różnice Uop, dla różnie zorientowanych przegród przekładają się na różnice grubości warstw izolacji nie przekraczających jednak kilku centymetrów.
Rodzaj źródła ciepła
■ Wartości współczynnika przenikania ciepła dla ścian pionowych zewnętrznych S
♦ Wartości współczynnika przenikania ciepła dla ścian pionowych zewnętrznych W
A Wartości współczynnika przenikania ciepła dla ścian pionowych zewnętrznych N
Rys. 8.5. Wartości optymalne U, W/m2K, przegród pionowych dla budynku jednorodzinnego i źródeł ciepła: 1- KGG, 2- KGO, 3- KGW, 4- KGGk, 5- ESPC, 6- OEL,
7- KGO+KSz w zależności od orientacji przegród
Fig. 8.5. Optimal U values, W/m2K, o f vertical walls in a single family house I and heat sources: 1- KGG, 2 - KGO, 3-KG W , 4 - KGGk, 5 - ESPC, 6 - OEL, 7 - KGO+KSz dependent on wall orientation
1.4 1.2
f 1aa
•S 0.8 0)
S' 0.6dûN
^ 0.4 0.2
0
□ Względne koszty inwestycyjne źródła ciepła
■ Względne koszty całkowite źródła ciepła
3 4
Rodzaj źródła ciepła
Rys. 8.6. Względne przeciętne roczne koszty inwestycyjne i całkowite wytwarzania ciepła w budynku wielorodzinnym z optymalną ochroną cieplną, w zależności od rodzaju źródła ciepła: 1- KGG, 2 - KGO, 3 - KGGk, 4 - ESPC, 5 - ESPC+KGO, 6 - źródło multiwalentne
Fig. 8.6. Relative average annual capital and total costs o f heat generation in multifamily building with optimal heat protection depending on heat source type: 1- KGG, 2- KGO, 3- KGGk, 4- ESPC, 5- ESPC+KGO, 6- multivalent source
1.4 1.2
& 1N
cn -S 0.8
& 0.6
ooN
& 0.4
0.2 o £
1 3 4
Rodzaj źródła ciepła
□ Względne koszty inwestycyjne źródła ciepła
■ Względne koszty całkowite źródła ciepła
Rys. 8.7. Względne przeciętne roczne koszty inwestycyjne i całkowite wytwarzania ciepła w budynku jednorodzinnym słaboocieplonym, w zależności od rodzaju źródła ciepła:
1- KGG, 2- KGO, 3- KGGk, 4- KGW, 5- ESPC, 6- źródło multiwalentne
Fig. 8.7. Relative annual average capital and total costs o f heat generation in single family house with poor thermal insulation, dependent on heat source type: 1- KGG,
2- KGO, 3- KGGk, 4- KGW, 5- ESPC, 6- multivalent source
* - - Średnie wartości współczynnika przenikania ciepła
Względne jednostkowe sezonowe zapotrzebowanie ciepła dla c.o.
Względne jednostkowe sezonowe zapotrzebowanie ciepła dla przygotowania c.w.u.
Rys. 8.8. Średnie, dla przegród otaczających (bez okien), wartości współczynnika U i względne sezonowe zapotrzebowanie ciepła dla: 1. c.o. (w stosunku do zapotrzebowania dla c.o. budynku z ochroną cieplną według wymagań z roku 1974), 2. c.w.u. (w stosunku do zapotrzebowania dla c.o.i c.w.u.) w budynku wielorodzinnym II w zależności od wymagań
Fig. 8.8. Average U coefficient values o f walls (without windows) and average seasonal heat demand for: 1. Central heating (related to heat demand for heating installation in building with thermal protection according requirements from 1974), 2. Domestic hot water (related to heat demand for central heating and domestic hot water) in multifamily building II dependent on the requirements
1974 1982 1991 2002 opt.- KGO Ochrona cieplna wg wymagań z lat:
1974, 1982, 1991, 2002 i optymalna-opt.
£ Ochrona cieplna w g wymagań z lat:
1974, 1982, 1991,2003 i optymalna- opt.
t - ■ Średnie wartości współczynnika zapotrzebowania dla c.o. budynku z ochroną cieplną według wymagań z roku 1974), 2. c.w.u. (w stosunku do zapotrzebowania dla c.o.i c.w.u.) w budynku jednorodzinnym w zależności od wymagań
Fig. 8.9. Average U coefficient values of walls (without windows) and average seasonal heat demand for: 1. Central heating (related to heat demand for heating installation in building with thermal protection according requirements from 1974), 2. Domestic hot water (related to heat demand for central heating and domestic hot water) in single family building dependent on the requirements
Względne sezonowe zapotrzebowanie ciepła dla przygotowania c.w.u. zawiera się w zakresie od 0,5 - 0,7 całkowitego zapotrzebowania ciepła budynku z optymalną izolacją cieplną, zależnie od jednostkowego dobowego zapotrzebowania c.w.u. z przedziału: 0,12- 0,06 m /osobę. Z tym łączy się również znaczny udział mocy nominalnej źródła ciepła dla przygotowania c.w.u. w całkowitej mocy nominalnej źródła ciepła dla budynku. W przypadku układu bezzasobnikowego c.w.u. oraz wyższego jednostkowego zapotrzebowania c.w.u. wymagana moc źródła ciepła będzie decydująco określana przez składnik zapotrzebowania mocy źródła dla c.w.u. Zastosowanie w tych warunkach kotła grzewczego, jako źródła ciepła dla c.o. i c.w.u., wywoła znaczną ilość jego włączeń w czasie sezonu grzewczego. Wykorzystanie pompy ciepła będzie wymagało z tych powodów wprowadzenia do układu źródłowego współpracującego z nią bufora ciepła. Liczbę włączeń zmniejsza zastosowanie zasobnika c.w.u., z czym związane jest jednak większe niebezpieczeństwo skażenia wody bakterią Legionella.
Znaczny udział zapotrzebowania ciepła dla c.w.u. wskazuje na jeden z podstawowych kierunków zmniejszania zużycia ciepła w dobrze izolowanych budynkach: odzyskiwanie ciepła z zużytej ciepłej wody. Innym jest z pewnością racjonalna wentylacja pomieszczeń, z ograniczeniem ilości powietrza doprowadzanego do poszczególnych pomieszczeń do niezbędnego, chwilowego minimum oraz odzyskiwanie ciepła z powietrza odlotowego w przypadku wentylacji mechanicznej.
8.1.2. Wpływ współczynnika rocznego wzrostu kosztów paliw i stopy dyskonta na